高速家用寬帶VDSL對線路保護(hù)器件的要求

江國強(qiáng)

摘要： 非對稱數(shù)字用戶回路（VDSL）技術(shù)采用了先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，它能不間斷連接，同時提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)通道，使用VDSL，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達(dá)55Mbps，上傳速率可達(dá)19.2Mbps，甚至更高。從而它比 ADSL傳輸對線路的保護(hù)器件的要求也更高，VDSL技術(shù)采用的是普通的電話線，其設(shè)備不可避免地會受到外界的電干擾，如雷電過載、ESD放電以及電源串?dāng)_等，因此必須針對可能造成破壞的過電壓過電流對設(shè)備采取有效的保護(hù)措施。

Abstract： Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop （VDSL） technology has adopted advanced modulation technology. It can continuously connect and provide data service and voice service channels. Using VDSL， the maximum transfer rate in short distance can reach 55 Mbps， and the upload speed 19.2 Mbps， or even higher. So it has higher requirements on transmission line protector than ADSL transmission. VDSL technology uses ordinary telephone line and its equipment is inevitably affected by outside electrical interference， such as lightning overload， ESD discharge crosstalk and power supply and so on， so it is a must to take effective protective measures against overvoltage overcurrent which may cause damage to the equipment.

關(guān)鍵詞： VDSL；過流保護(hù)；過壓保護(hù)

Key words： VDSL；over-current protection；over voltage protection

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）28-0041-03

0 引言

本文將介紹一些最新推出的VDSL線路保護(hù)方案?，F(xiàn)常用的線路保護(hù)有兩種，一種是過壓保護(hù)，另一種是過流保護(hù)，現(xiàn)對此兩種器件的技術(shù)要求作出分析：

1 過流保護(hù)器件：可恢復(fù)式PPTC保護(hù)器件對傳輸線路性能影響的分析

保險絲對 PPTC器件技術(shù)比較：保險絲為一次性融斷器件，應(yīng)用金屬化合物的融化使電路在電流過載的情況下斷路。當(dāng)遠(yuǎn)端通訊設(shè)備使用普通保險絲時，會出現(xiàn)難以兼顧抵御雷擊脈沖，同時又要配合通訊設(shè)備的工作電流，而這里用到的保險絲有時被稱之為“耐雷擊”保險絲。這種“耐性雷擊”保險絲通常要求其融斷電流和工作電流對比大于10比1，是由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求在電流過載和雷擊事件以后，通訊設(shè)備還具有原定的耐久性和可操作性。

PPTC器件是一種溫度反應(yīng)熱敏電阻，在電流過載的情況下，其阻抗呈指數(shù)關(guān)系的增長。阻抗的變化能限制電路中的故障電流，從而對通訊設(shè)備提供保護(hù)。

保險絲和PPTC器件的最顯著區(qū)別在于PPTC的可復(fù)式功能。另外，PPTC器件的熱質(zhì)，由于能承受雷擊脈沖，使跳閘電流更加接近于工作電流，因而適合用于耐雷擊器件設(shè)計。由于大多數(shù)雷擊保護(hù)系統(tǒng)是利用電壓過載保護(hù)器件，而電流過載保護(hù)器件需要能夠承受雷擊脈沖。保險絲是一次性器件，因熱質(zhì)低，需要較高的電流規(guī)格才能承受一般溫和的雷擊。使保險絲具有“耐雷擊”的技術(shù)，是將時間延遲特性和增加額定電流，讓保險絲能承受一次或多次雷擊。由于PPTC器件是“耐雷擊”的，能夠緊密地與系統(tǒng)的工作電流配合，以及是可復(fù)式的器件，由PPTC器件提供的全面保護(hù)，帶來更可靠的通訊設(shè)備。

1.1 電流過載保護(hù)技術(shù)之激發(fā)時間。證明應(yīng)用PPTC器件能使通訊設(shè)備得到更好保護(hù)的方式，是比較PPTC器件與保險絲的激發(fā)時間。PPTC器件能夠緊密配合通訊設(shè)備的工作電流的同時，仍能滿足UL、ITU、FCC和Telcordia的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。將常用保險絲的激發(fā)時間（跳閘時間）與幾種為通訊設(shè)備設(shè)計的PPTC器件比較。發(fā)生故障時，電流過載保護(hù)器件作出反應(yīng)所需的時間越長，電路中通過的能量就越多。這些能量對通訊設(shè)備中的電子元器件造成損害，并可能是潛在的火災(zāi)隱患。

1.2 電流過載保護(hù)技術(shù)的I2t數(shù)值。一個器件所容許通過的能量以I2t的數(shù)值顯示。這個參數(shù)通常也用于保險絲技術(shù)中，用以顯示保險絲對于瞬間事件所造成損害的抵御能力。I2t的數(shù)值越大，保險絲就越“耐久”?！澳屠讚簟北ｋU絲的I2t數(shù)值通常為兩位數(shù)，否則保險絲就會對諸如雷擊的暫態(tài)事件起反應(yīng)。如果在閃電脈沖期間保險絲產(chǎn)生了不該有的，結(jié)果就是會中斷通訊設(shè)備的正常工作。與“耐雷擊”的保險絲相比較，PPTC器件的I2t的數(shù)值要低得多。因此可以防止過量的能量流過。通過比較顯示，通過保險絲的能量約為通過PPTC器件的能量的6到8倍。

1.3 加裝PPTC器件的VDSL測試結(jié)果及討論。由于加裝了PPTC器件，線路的輸入阻抗確實發(fā)生了少許的改變。隨元件的電阻增加，線路阻抗的變化也有所增加。重要的一點(diǎn)，由于PPTC器件引入線路的電阻，并沒有使線路的阻抗與所使用元件的總電阻值等量增加。因為輸入阻抗是一個傳輸線路參數(shù)，將相同的電阻加至兩條Tip-and-Ring線路，本質(zhì)上是相互平衡使總阻抗相對沒有變化。endprint

1.4 加裝PPTC器件的VDSL系統(tǒng)的傳輸速率。根據(jù)資料所示，在DSLAM的Tip-and-Ring上加裝PPTC器件，對DSLAM和CPE數(shù)據(jù)機(jī)之間的連接速率沒有大的影響。除了5000米點(diǎn)以外，對下行速率在本質(zhì)上沒有影響。值得關(guān)注的是，PPTC器件的阻抗增加使觀察到的速率降低緩和。對于使用DSLAM的情況，Tip-and-Ring上加裝3.5-ohm器件的測試條件明顯具有最好的整體性能。在5000米處，在Tip-and-Ring上加裝6-ohm器件的性能最好。在Tip-and-Ring上3.5-ohm和6-ohm上行速率測試為每單位線長度有±32 kb/s控制速率。 與沒有加裝PPTC器件比較，加裝PPTC器件并沒有減低連接時間。所有條件下都在最大長度5500米處獲得成功連接。

本段小結(jié)：利用可復(fù)式電路保護(hù)提高設(shè)備的可靠性 ，參數(shù)：R=8-20Ω，電流：90-100mA，對電流過載提供更準(zhǔn)確的保護(hù)作用，只有較低的能量從設(shè)備通過，對敏感的電子元器件起到保護(hù)作用。

2 過壓保護(hù)器件：放電管保護(hù)器件對傳輸線路性能影響的分析

在通信系統(tǒng)中，雷電現(xiàn)象或交流電網(wǎng)的干擾都可能導(dǎo)致電過載（包括過流和過壓），損壞昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。保護(hù)器件的作用就是讓設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。標(biāo)準(zhǔn)中定義了一個并聯(lián)的保護(hù)器件來抵抗雷電造成的過壓。 這一保護(hù)器件通常具備和Trisil 器件類似的“電過載保護(hù)”特性，在正常工作模式下處于空閑狀態(tài)，只在線路中出現(xiàn)過載現(xiàn)象時啟動工作。

一些標(biāo)準(zhǔn)中還針對交流電源故障（也稱為電源串?dāng)_）做出了規(guī)定。這種情況下，通常同時采用并聯(lián)保護(hù)（并聯(lián)一個過載保護(hù)元件）和串聯(lián)保護(hù)（在出現(xiàn)過流現(xiàn)象時斷開電路）來保護(hù)設(shè)備。除了電信業(yè)常用的這些保護(hù)要求外，有些標(biāo)準(zhǔn)中還針對ESD放電進(jìn)行保護(hù)，使設(shè)備在遇到ESD故障時不會損壞。

2.1 線路接口保護(hù) 這種保護(hù)通常在分離器前采用，以便保護(hù)整個系統(tǒng)。這時必須根據(jù)不同的應(yīng)用來定義參數(shù)，然后選擇恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)元件，它有如下標(biāo)準(zhǔn)：①保護(hù)元件至少能承受線路正常工作模式（振鈴模式）時的最大電壓。②根據(jù)相應(yīng)的雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)定義保護(hù)元件所能承受的浪涌電流。③由于數(shù)據(jù)率很高，所以要盡量減少電容值以達(dá)到較低的BER（誤碼率）。在局端設(shè)備和用戶住宅端設(shè)備，這些參數(shù)會有所不同。局端設(shè)備的保護(hù)要求，由于雙絞線是從戶外接入室內(nèi)的，因而保護(hù)設(shè)施必須符合GR-1089 Core 500A 2/10μs標(biāo)準(zhǔn)（美國）或ITU-T K20/K2標(biāo)準(zhǔn)（其他國家）氣體放電管系列元件滿足雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時寄生電容很小，能夠避免VDSL信號在正常工作條件下出現(xiàn)失真。實驗表明，如果在TIP和接地點(diǎn)以及RING 和接地點(diǎn)之間連接兩個氣體放電管，那么當(dāng)出現(xiàn)230V的過壓時，設(shè)備能夠得到有效保護(hù)。

2.2 可供選擇的過壓保護(hù)元件之間的差異 目前可供選擇的過壓保護(hù)器件主要有以下類別：

①氣體放電管是防雷設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開光器件，氣體放電管原理從字面就能理解就是氣體放電，具體的內(nèi)容，我們通過下文來了解。

氣體放電管是把一對放電間隙封裝在充以放電介質(zhì)（惰性氣體）的陶瓷管中構(gòu)成的。它串聯(lián)于線路中，可用在交直流電源、各種信號電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。

從電氣的角度看，氣體放電管就是壓敏開關(guān)。常用的放電管脈沖擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處于斷路狀態(tài)，電阻很大，電容很小。一旦脈沖過壓達(dá)到放電管的脈沖擊穿電壓，極間的電場強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時，就引起間隙放電，管內(nèi)氣體電離，放電管導(dǎo)通，由原來的斷路狀態(tài)變?yōu)榻贫搪罚@時放電管導(dǎo)通電阻很小，可以通過很大的沖擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯(lián)接的其它器件和電路避免受到浪涌沖擊而損壞。當(dāng)放電結(jié)束，放電管熄滅，內(nèi)阻立即返回數(shù)百兆歐姆。氣體放電管的作用就是用于電路保護(hù)，將電源防雷器共模電路中的雷電流泄放入地特點(diǎn)為低電流量，高持續(xù)電源，無漏電流，高可靠性。

②半導(dǎo)體放電管：半導(dǎo)體放電管又叫固體放電管，是一種過壓保護(hù)器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過壓保護(hù)的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護(hù)電路兩端。

應(yīng)用領(lǐng)域，固體放電管被廣泛應(yīng)用于通訊交換設(shè)備中的程控交換機(jī)、電話機(jī)、傳真機(jī)、配線架、XDSL、通訊接口、通訊發(fā)射設(shè)備等一切需要防雷保護(hù)的領(lǐng)域，以保護(hù)其內(nèi)部的IC免受瞬間過電壓的沖擊和破壞。

電子及通訊設(shè)備高速發(fā)展的今天，固態(tài)放電管已成為世界通訊設(shè)備的首選器件。

該器件的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)通電壓小，幾乎無熱耗，可重復(fù)使用，能承受較大的沖擊電流，響應(yīng)快，使用安全、可靠，其性能優(yōu)于其它瞬間過壓保護(hù)元器件。缺點(diǎn)：與氣體放電管比較，結(jié)電容較高，達(dá)200pF，用于VDSL高速線路中對電容要求較小的場合不適用。

③壓敏電阻：作用：限壓泄流。壓敏電阻，正常工作時，具有高阻抗。當(dāng)遇到電涌時（瞬時過電壓或過電流）時，其阻抗開始減小，其內(nèi)部類似閥門的結(jié)構(gòu)打開，電涌電流通過，與之并聯(lián)的電路或設(shè)備電涌電流減小，當(dāng)電路中的電涌電流越大，壓敏電阻的阻抗越小，通過壓敏電阻的電流越大，并且壓敏電阻有個殘壓值，與之并聯(lián)的電路和設(shè)備的電壓限制在殘壓內(nèi)，起到了保護(hù)電路和設(shè)備的功能。壓敏電阻作為電涌保護(hù)器的核心內(nèi)件，起到防感應(yīng)雷的作用。由于壓敏電阻有一致命缺點(diǎn)：具有不穩(wěn)定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。

本段小結(jié)：本段介紹了一些過壓保護(hù)器件，并說明了采用氣體放電管來做過壓保護(hù)適合于VDSL線路的要求。

3 結(jié)論

VDSL高速寬帶線路保護(hù)，采用PPTC+氣體放電管組合的過壓過流能很好的兼過高速傳輸及保護(hù)兩種功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]買云.保護(hù)器件的選擇導(dǎo)則[J].電力系統(tǒng)通信，1996（04）.

[2]Boris Golubovic.聯(lián)合式電路保護(hù)有助于防止損壞DVB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備[J].世界電子元器件，2006（09）.

[3]李祥超，趙學(xué)余，孫立群，鄭雙.控制線路端口電涌保護(hù)器參數(shù)測試[J].氣象教育與科技，2008（01）.endprint

1.4 加裝PPTC器件的VDSL系統(tǒng)的傳輸速率。根據(jù)資料所示，在DSLAM的Tip-and-Ring上加裝PPTC器件，對DSLAM和CPE數(shù)據(jù)機(jī)之間的連接速率沒有大的影響。除了5000米點(diǎn)以外，對下行速率在本質(zhì)上沒有影響。值得關(guān)注的是，PPTC器件的阻抗增加使觀察到的速率降低緩和。對于使用DSLAM的情況，Tip-and-Ring上加裝3.5-ohm器件的測試條件明顯具有最好的整體性能。在5000米處，在Tip-and-Ring上加裝6-ohm器件的性能最好。在Tip-and-Ring上3.5-ohm和6-ohm上行速率測試為每單位線長度有±32 kb/s控制速率。 與沒有加裝PPTC器件比較，加裝PPTC器件并沒有減低連接時間。所有條件下都在最大長度5500米處獲得成功連接。

本段小結(jié)：利用可復(fù)式電路保護(hù)提高設(shè)備的可靠性 ，參數(shù)：R=8-20Ω，電流：90-100mA，對電流過載提供更準(zhǔn)確的保護(hù)作用，只有較低的能量從設(shè)備通過，對敏感的電子元器件起到保護(hù)作用。

2 過壓保護(hù)器件：放電管保護(hù)器件對傳輸線路性能影響的分析

在通信系統(tǒng)中，雷電現(xiàn)象或交流電網(wǎng)的干擾都可能導(dǎo)致電過載（包括過流和過壓），損壞昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。保護(hù)器件的作用就是讓設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。標(biāo)準(zhǔn)中定義了一個并聯(lián)的保護(hù)器件來抵抗雷電造成的過壓。 這一保護(hù)器件通常具備和Trisil 器件類似的“電過載保護(hù)”特性，在正常工作模式下處于空閑狀態(tài)，只在線路中出現(xiàn)過載現(xiàn)象時啟動工作。

一些標(biāo)準(zhǔn)中還針對交流電源故障（也稱為電源串?dāng)_）做出了規(guī)定。這種情況下，通常同時采用并聯(lián)保護(hù)（并聯(lián)一個過載保護(hù)元件）和串聯(lián)保護(hù)（在出現(xiàn)過流現(xiàn)象時斷開電路）來保護(hù)設(shè)備。除了電信業(yè)常用的這些保護(hù)要求外，有些標(biāo)準(zhǔn)中還針對ESD放電進(jìn)行保護(hù)，使設(shè)備在遇到ESD故障時不會損壞。

2.1 線路接口保護(hù) 這種保護(hù)通常在分離器前采用，以便保護(hù)整個系統(tǒng)。這時必須根據(jù)不同的應(yīng)用來定義參數(shù)，然后選擇恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)元件，它有如下標(biāo)準(zhǔn)：①保護(hù)元件至少能承受線路正常工作模式（振鈴模式）時的最大電壓。②根據(jù)相應(yīng)的雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)定義保護(hù)元件所能承受的浪涌電流。③由于數(shù)據(jù)率很高，所以要盡量減少電容值以達(dá)到較低的BER（誤碼率）。在局端設(shè)備和用戶住宅端設(shè)備，這些參數(shù)會有所不同。局端設(shè)備的保護(hù)要求，由于雙絞線是從戶外接入室內(nèi)的，因而保護(hù)設(shè)施必須符合GR-1089 Core 500A 2/10μs標(biāo)準(zhǔn)（美國）或ITU-T K20/K2標(biāo)準(zhǔn)（其他國家）氣體放電管系列元件滿足雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時寄生電容很小，能夠避免VDSL信號在正常工作條件下出現(xiàn)失真。實驗表明，如果在TIP和接地點(diǎn)以及RING 和接地點(diǎn)之間連接兩個氣體放電管，那么當(dāng)出現(xiàn)230V的過壓時，設(shè)備能夠得到有效保護(hù)。

2.2 可供選擇的過壓保護(hù)元件之間的差異 目前可供選擇的過壓保護(hù)器件主要有以下類別：

①氣體放電管是防雷設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開光器件，氣體放電管原理從字面就能理解就是氣體放電，具體的內(nèi)容，我們通過下文來了解。

氣體放電管是把一對放電間隙封裝在充以放電介質(zhì)（惰性氣體）的陶瓷管中構(gòu)成的。它串聯(lián)于線路中，可用在交直流電源、各種信號電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。

從電氣的角度看，氣體放電管就是壓敏開關(guān)。常用的放電管脈沖擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處于斷路狀態(tài)，電阻很大，電容很小。一旦脈沖過壓達(dá)到放電管的脈沖擊穿電壓，極間的電場強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時，就引起間隙放電，管內(nèi)氣體電離，放電管導(dǎo)通，由原來的斷路狀態(tài)變?yōu)榻贫搪罚@時放電管導(dǎo)通電阻很小，可以通過很大的沖擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯(lián)接的其它器件和電路避免受到浪涌沖擊而損壞。當(dāng)放電結(jié)束，放電管熄滅，內(nèi)阻立即返回數(shù)百兆歐姆。氣體放電管的作用就是用于電路保護(hù)，將電源防雷器共模電路中的雷電流泄放入地特點(diǎn)為低電流量，高持續(xù)電源，無漏電流，高可靠性。

②半導(dǎo)體放電管：半導(dǎo)體放電管又叫固體放電管，是一種過壓保護(hù)器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過壓保護(hù)的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護(hù)電路兩端。

應(yīng)用領(lǐng)域，固體放電管被廣泛應(yīng)用于通訊交換設(shè)備中的程控交換機(jī)、電話機(jī)、傳真機(jī)、配線架、XDSL、通訊接口、通訊發(fā)射設(shè)備等一切需要防雷保護(hù)的領(lǐng)域，以保護(hù)其內(nèi)部的IC免受瞬間過電壓的沖擊和破壞。

電子及通訊設(shè)備高速發(fā)展的今天，固態(tài)放電管已成為世界通訊設(shè)備的首選器件。

該器件的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)通電壓小，幾乎無熱耗，可重復(fù)使用，能承受較大的沖擊電流，響應(yīng)快，使用安全、可靠，其性能優(yōu)于其它瞬間過壓保護(hù)元器件。缺點(diǎn)：與氣體放電管比較，結(jié)電容較高，達(dá)200pF，用于VDSL高速線路中對電容要求較小的場合不適用。

③壓敏電阻：作用：限壓泄流。壓敏電阻，正常工作時，具有高阻抗。當(dāng)遇到電涌時（瞬時過電壓或過電流）時，其阻抗開始減小，其內(nèi)部類似閥門的結(jié)構(gòu)打開，電涌電流通過，與之并聯(lián)的電路或設(shè)備電涌電流減小，當(dāng)電路中的電涌電流越大，壓敏電阻的阻抗越小，通過壓敏電阻的電流越大，并且壓敏電阻有個殘壓值，與之并聯(lián)的電路和設(shè)備的電壓限制在殘壓內(nèi)，起到了保護(hù)電路和設(shè)備的功能。壓敏電阻作為電涌保護(hù)器的核心內(nèi)件，起到防感應(yīng)雷的作用。由于壓敏電阻有一致命缺點(diǎn)：具有不穩(wěn)定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。

本段小結(jié)：本段介紹了一些過壓保護(hù)器件，并說明了采用氣體放電管來做過壓保護(hù)適合于VDSL線路的要求。

3 結(jié)論

VDSL高速寬帶線路保護(hù)，采用PPTC+氣體放電管組合的過壓過流能很好的兼過高速傳輸及保護(hù)兩種功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]買云.保護(hù)器件的選擇導(dǎo)則[J].電力系統(tǒng)通信，1996（04）.

[2]Boris Golubovic.聯(lián)合式電路保護(hù)有助于防止損壞DVB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備[J].世界電子元器件，2006（09）.

[3]李祥超，趙學(xué)余，孫立群，鄭雙.控制線路端口電涌保護(hù)器參數(shù)測試[J].氣象教育與科技，2008（01）.endprint

1.4 加裝PPTC器件的VDSL系統(tǒng)的傳輸速率。根據(jù)資料所示，在DSLAM的Tip-and-Ring上加裝PPTC器件，對DSLAM和CPE數(shù)據(jù)機(jī)之間的連接速率沒有大的影響。除了5000米點(diǎn)以外，對下行速率在本質(zhì)上沒有影響。值得關(guān)注的是，PPTC器件的阻抗增加使觀察到的速率降低緩和。對于使用DSLAM的情況，Tip-and-Ring上加裝3.5-ohm器件的測試條件明顯具有最好的整體性能。在5000米處，在Tip-and-Ring上加裝6-ohm器件的性能最好。在Tip-and-Ring上3.5-ohm和6-ohm上行速率測試為每單位線長度有±32 kb/s控制速率。 與沒有加裝PPTC器件比較，加裝PPTC器件并沒有減低連接時間。所有條件下都在最大長度5500米處獲得成功連接。

本段小結(jié)：利用可復(fù)式電路保護(hù)提高設(shè)備的可靠性 ，參數(shù)：R=8-20Ω，電流：90-100mA，對電流過載提供更準(zhǔn)確的保護(hù)作用，只有較低的能量從設(shè)備通過，對敏感的電子元器件起到保護(hù)作用。

2 過壓保護(hù)器件：放電管保護(hù)器件對傳輸線路性能影響的分析

在通信系統(tǒng)中，雷電現(xiàn)象或交流電網(wǎng)的干擾都可能導(dǎo)致電過載（包括過流和過壓），損壞昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。保護(hù)器件的作用就是讓設(shè)備滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。標(biāo)準(zhǔn)中定義了一個并聯(lián)的保護(hù)器件來抵抗雷電造成的過壓。 這一保護(hù)器件通常具備和Trisil 器件類似的“電過載保護(hù)”特性，在正常工作模式下處于空閑狀態(tài)，只在線路中出現(xiàn)過載現(xiàn)象時啟動工作。

一些標(biāo)準(zhǔn)中還針對交流電源故障（也稱為電源串?dāng)_）做出了規(guī)定。這種情況下，通常同時采用并聯(lián)保護(hù)（并聯(lián)一個過載保護(hù)元件）和串聯(lián)保護(hù)（在出現(xiàn)過流現(xiàn)象時斷開電路）來保護(hù)設(shè)備。除了電信業(yè)常用的這些保護(hù)要求外，有些標(biāo)準(zhǔn)中還針對ESD放電進(jìn)行保護(hù)，使設(shè)備在遇到ESD故障時不會損壞。

2.1 線路接口保護(hù) 這種保護(hù)通常在分離器前采用，以便保護(hù)整個系統(tǒng)。這時必須根據(jù)不同的應(yīng)用來定義參數(shù)，然后選擇恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)元件，它有如下標(biāo)準(zhǔn)：①保護(hù)元件至少能承受線路正常工作模式（振鈴模式）時的最大電壓。②根據(jù)相應(yīng)的雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)定義保護(hù)元件所能承受的浪涌電流。③由于數(shù)據(jù)率很高，所以要盡量減少電容值以達(dá)到較低的BER（誤碼率）。在局端設(shè)備和用戶住宅端設(shè)備，這些參數(shù)會有所不同。局端設(shè)備的保護(hù)要求，由于雙絞線是從戶外接入室內(nèi)的，因而保護(hù)設(shè)施必須符合GR-1089 Core 500A 2/10μs標(biāo)準(zhǔn)（美國）或ITU-T K20/K2標(biāo)準(zhǔn)（其他國家）氣體放電管系列元件滿足雷電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時寄生電容很小，能夠避免VDSL信號在正常工作條件下出現(xiàn)失真。實驗表明，如果在TIP和接地點(diǎn)以及RING 和接地點(diǎn)之間連接兩個氣體放電管，那么當(dāng)出現(xiàn)230V的過壓時，設(shè)備能夠得到有效保護(hù)。

2.2 可供選擇的過壓保護(hù)元件之間的差異 目前可供選擇的過壓保護(hù)器件主要有以下類別：

①氣體放電管是防雷設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種開光器件，氣體放電管原理從字面就能理解就是氣體放電，具體的內(nèi)容，我們通過下文來了解。

氣體放電管是把一對放電間隙封裝在充以放電介質(zhì)（惰性氣體）的陶瓷管中構(gòu)成的。它串聯(lián)于線路中，可用在交直流電源、各種信號電路的防雷，都可以用它來將雷電流泄放入大地。

從電氣的角度看，氣體放電管就是壓敏開關(guān)。常用的放電管脈沖擊穿電壓在幾百伏到一千多伏，放電管原先處于斷路狀態(tài)，電阻很大，電容很小。一旦脈沖過壓達(dá)到放電管的脈沖擊穿電壓，極間的電場強(qiáng)度超過氣體的擊穿強(qiáng)度時，就引起間隙放電，管內(nèi)氣體電離，放電管導(dǎo)通，由原來的斷路狀態(tài)變?yōu)榻贫搪?，這時放電管導(dǎo)通電阻很小，可以通過很大的沖擊電流從而將浪涌電流泄放到地，使與放電管聯(lián)接的其它器件和電路避免受到浪涌沖擊而損壞。當(dāng)放電結(jié)束，放電管熄滅，內(nèi)阻立即返回數(shù)百兆歐姆。氣體放電管的作用就是用于電路保護(hù)，將電源防雷器共模電路中的雷電流泄放入地特點(diǎn)為低電流量，高持續(xù)電源，無漏電流，高可靠性。

②半導(dǎo)體放電管：半導(dǎo)體放電管又叫固體放電管，是一種過壓保護(hù)器件，是利用晶閘管原理制成的，依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過壓保護(hù)的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護(hù)電路兩端。

應(yīng)用領(lǐng)域，固體放電管被廣泛應(yīng)用于通訊交換設(shè)備中的程控交換機(jī)、電話機(jī)、傳真機(jī)、配線架、XDSL、通訊接口、通訊發(fā)射設(shè)備等一切需要防雷保護(hù)的領(lǐng)域，以保護(hù)其內(nèi)部的IC免受瞬間過電壓的沖擊和破壞。

電子及通訊設(shè)備高速發(fā)展的今天，固態(tài)放電管已成為世界通訊設(shè)備的首選器件。

該器件的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)通電壓小，幾乎無熱耗，可重復(fù)使用，能承受較大的沖擊電流，響應(yīng)快，使用安全、可靠，其性能優(yōu)于其它瞬間過壓保護(hù)元器件。缺點(diǎn)：與氣體放電管比較，結(jié)電容較高，達(dá)200pF，用于VDSL高速線路中對電容要求較小的場合不適用。

③壓敏電阻：作用：限壓泄流。壓敏電阻，正常工作時，具有高阻抗。當(dāng)遇到電涌時（瞬時過電壓或過電流）時，其阻抗開始減小，其內(nèi)部類似閥門的結(jié)構(gòu)打開，電涌電流通過，與之并聯(lián)的電路或設(shè)備電涌電流減小，當(dāng)電路中的電涌電流越大，壓敏電阻的阻抗越小，通過壓敏電阻的電流越大，并且壓敏電阻有個殘壓值，與之并聯(lián)的電路和設(shè)備的電壓限制在殘壓內(nèi)，起到了保護(hù)電路和設(shè)備的功能。壓敏電阻作為電涌保護(hù)器的核心內(nèi)件，起到防感應(yīng)雷的作用。由于壓敏電阻有一致命缺點(diǎn)：具有不穩(wěn)定的漏電流，性能較差的壓敏電阻使用一段時間后，因漏電流變大可能會發(fā)熱自爆。

本段小結(jié)：本段介紹了一些過壓保護(hù)器件，并說明了采用氣體放電管來做過壓保護(hù)適合于VDSL線路的要求。

3 結(jié)論

VDSL高速寬帶線路保護(hù)，采用PPTC+氣體放電管組合的過壓過流能很好的兼過高速傳輸及保護(hù)兩種功能。

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